一、建立计量标准的目的 |
紫外、可见分光光度计是依据物质分子或离子团，对紫外、可见光的特征吸收，而建立起来的分析方法。其定量分析的依据是朗伯—比耳定律，它定量地描述了吸光度与样品溶液间的正比例关系，达到测量样品溶液的目的。不仅在化学工业中，得到普遍应用。而且广泛应用于环境监测、疾病控制和医疗卫生等领域。为方便萍乡地区的紫外、可见分光光度计用户实现量值溯源，确保量值准确，特建立该紫外、可见分光光度计检定装置。 |
二、计量标准的工作原理及其组成 |
利用组成该检定装置的已知波长和透射比的标准物质，作为被测的样品，用被检的紫外、可见分光光度计对其检测，从而实现对被检的紫外、可见分光光度计的检定。检定工作原理示意框图如下：   被除数   |
三、计量标准器及主要配套设备 | |||||||
计 量 标 准 器 | 名 称 | 型号 | 测量范围 | 不确定度或 准确度等级或最大允许误差 | 制造厂及 出厂编号 | 检定或 校准机构 | 检定周期或复校间隔 |
氧化钬玻璃 | GBW(E) 130112 | 250～650nm | U95＝0.4μm Veff=50 | 国家标物中心 H-59 | 省院 | 一年 | |
镨钕滤光片 | GBW(E) 130112 | 400～900nm | U95＝0.4μm Veff=50 | 国家标物中心 D-65 | 省院 | 一年 | |
干涉滤光片 | GBW(E) 130110 | 标称值/nm 440 546 635 | U95＝0.4μm Veff=50 | 国家标物中心 B401-4-5-6 | 省院 | 一年 | |
低压石英汞灯 | 250～600nm | MPE：0.01nm | 黑龙江计量院 | 自然标准 | / | ||
可见光区 中性滤光片 | GBW(E) 13305 | 标称值/% 10/20/40 | U95＝0.5%T Veff=50 | 中国计量院 G212-10/20/40 | 省院 | 一年 | |
紫外光区 中性滤光片 | GBW(E) 130113 | 标称值/% 20/40/50 | U95＝0.5%T Veff=50 | 中国计量院 26-1/2/3 | 省院 | 一年 | |
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主 要 配 套 设 备 | 杂散光 滤光片 | GBW(E) 130114 | 使用波长nm 220/340/ 360/420 | U95＝0.4μm U95＝0.5%T Veff=50 | 国家标物中心 / | 省院 | 一年 |
秒表 | JD-3BⅡ | 0.01～9999 s | 0.01s | 上海手表厂 | 省院 | 一年 | |
兆欧表 | ZC-25-3 | 0～500M | ⑩ | 杭州东顺仪表 07085180 | 本所 | 一年 | |
电压表 | T55 | 0～300V | 0.5级 | 桂林电表厂 8106 | 本所 | 一年 | |
调压器 | TDGC-5 | 0～250V >500W | / | 宜山交通电器 修造厂 | / | / | |
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四、计量标准的主要技术指标 | ||||
1、测量范围：190nm～900nm 2、不确定度：波 长：U95＝0.42μm k95＝2.01 透射比: U95＝0.22% k95＝2.01 3、杂散光检定装： 截止区吸光度为4 透光区平均透射比＞80% | ||||
五、环境条件 | ||||
序号 | 项 目 | 要 求 | 实际情况 | 结 论 |
1 | 温 度 | （10～35）℃ | （15～30）℃ | 合格 |
2 | 湿 度 | ≤85％ | ≤80％ | 合格 |
3 | ||||
4 | ||||
5 | ||||
6 | ||||
六、计量标准的量值溯源和传递框图 | |
上 级 计 量 器 具 |         |
本 级 计 量 器 具 | |
下 一 级 计 量 器 具 | |
七、计量标准的重复性试验 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
在规程规定的环境条件下，按规程规定的测量方法和重复性要求，选一台常规的紫外、可见分光光度计。 1、将氧化钬玻璃置入该紫外、可见分光光度计样品室内，对其638.1nm吸收峰进行找谷点的测量(即在找透射比的最小点的波长)。重复测量10次，记为λ1、λ2、……、λ10，平均值记为  ，其测量列如表7-1：表7-1：638.1nm吸收峰测量列
该波长单次实验标准偏差  =0.082nm2、将标透射比称值为10%的可见光区中性滤光片，置入该紫外、可见分光光度计样品室内，在波长为546nm情况下，重复测量透射比10次，记为T1、T2、……、T10。平均值记为  ，其测量列如表7-2：表7-2：546nm情况下10%测量列
该透射比单次实验标准偏差  =0.057% |
八、计量标准的稳定性考核 |
本检定装置波长和透射比标准均找不到具操作性的核查标准，故均采用历年送检数据进行稳定性考核（见计量标准准履历表）。 |
九、检定或校准结果的测量不确定度评定 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1、波长示值测量结果的不确定度评定 1.1、概述 1.1.1、测量依据 JJG178—2007《紫外、可见、近红外分光光度计》 1.1.2、环境条件 温度：（10～35）℃；湿度：≤85%RH 1.1.3、测量标准 氧化钬滤光片，吸峰定值不确定度：U95=0.4 nm、Veff=50。 1.1.4、被测对象取常规的紫外、可见分光光度计（以下简称分光光度计）。 1.1.5、测量过程 将氧化钬滤光片，置入分光光度计样品室内，对最近一次送检定值，在紫外、可见区大致均布，且好找的吸收峰（如2008年送检的实际值为638.10nm、536.30nm、445.70nm、360.50nm和278.60nm），进行校正基线后的找吸收峰（透射比最小点）测量，每一吸收峰测量三次，三次测量结果的平均值  ，与该吸收峰波长实际 之差，即为分光光度计的波长示值误差Δλ。 1.2、建立数学模型 数学模型：  = - 因为各分量相互独立不相关，据传播定律： U2（  ）=C12 U12（ ）+ C22 U22（ ）灵敏系数：C1=   /  = 1 C2=  /  = -11.3、输入量的不确定度来源 U1（  ）——分光光度计波长示值测量不重复性；U2（  ）——氧化钬滤光片吸收峰波长定值的不确定度。1.4、输入量标准不确定度的评定 1.4.1、输入量  标准不确定度U1（ ）的评定输入量  的不确定度主要来源于分光光度计波长测量的不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。在规程规定的环境条件下，按规程规定的测量方法和重复性要求，选一台常规的分光光度计。将氧化钬玻璃置入该分光光度计样品室内，对其638.1nm吸收峰进行找谷点的测量(即在找透射比的最小点的波长)。重复测量10次，记为：λ1、λ2、……、λ10，平均值记为  ，其测量列如表9-1：表9-1：638.1nm吸收峰测量列
该波长单次实验标准偏差  =0.082nm再取二台常规的分光光度计,仍在氧化钬玻璃的638.1nm吸收峰，且该三台分光光度计均分别在氧化钬玻璃的445.7nm和278.6nm吸收峰，连续测量10次，共得8组测量列，每组测量列分别按上述方法得到单次实验标准偏差如表9-2： 表9-2：m组（m=9）单次实验标准偏差 nm
合并样本标准差为SP SP=  =0.089nm实际检定时，是在重复性条件下连续测量3次，以3次的算术平均值作为测量结果，则 u1（  ）= SP/ =0.051 nm自由度  =9×（10-1）=811.4.2、输入量  标准不确定度u2（ ）的评定输入量  不确定度主要来源于吸收峰波长定值的不确定度。上级检定机构给出的定值不确定度U95=0.4 nm、Veff=50，查t分布的tp值表知：k95＝2.01。采用B类评定方法，则：u2（  ）= U95/ k95＝0.2 nm自由度  = Veff=501.5、合成标准不确定度的评定 1.5.1、标准不确定度汇总表 输入量标准不确定度汇总于表9-3 表9-3标准不确定度汇总表 nm
1.5.2、合成标准不确定度的计算 uc2（  ）=C12 u12（ ）+ C22 u22（ ）uc（  ）= =0.21nm1.5.3、合成标准不确定度的有效自由度   = =501.6、扩展不确定度评定 取置信概率P=95%，查t分布表知k95=2.01 扩展不确定度U95= k95 uc（  ）=0.42 nm1.7、测量不确定度的报告与表示 分光光度计波长测量结果的扩展不确定度为: U95=0.42 nm  =502、透射比示值测量结果的不确定度评定 2.1、概述 2.1.1、测量依据 JJG178—2007《紫外、可见、近红外分光光度计》 2.1.2、环境条件 温度：（10～35）℃；湿度：≤85%RH 2.1.3、测量标准 标准中性滤光片，透射比定值不确定度：U95=0.5%T、Veff=50。 2.1.4、被测对象取常规的紫外、可见分光光度计（以下简称分光光度计）。 2.1.5、测量过程 将标准中性滤光片，置入分光光度计样品室内，按规程要求设定波长，并以空气为参比设好100%和0%后，测量中性滤光片的透射比，测量三次，三次测量结果的平均值  ，与中性滤光片最近一次送检的实际值 之差，即为分光光度计的透射比示值误差ΔT。2.2、建立数学模型 数学模型：ΔT=  - 因为各分量相互独立不相关，据传播定律： u2（ΔT）=C12 u12（  ）+ C22 u22（ ）灵敏系数：C1=  ΔT /  = 1 C2= ΔT /  = -12.3、输入量的不确定度来源 u1（  ）——分光光度计透射比示值测量不重复性；u2（  ）——中性滤光片透射比定值的不确定度。2.4、输入量标准不确定度的评定 2.4.1、输入量  标准不确定度u1（ ）的评定输入量  的不确定度主要来源于分光光度计透射比测量的不重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。在规程规定的环境条件下，按规程规定的测量方法和重复性要求，选一台常规的分光光度计。将透射比标称值10%的可见光区中性滤光片置入该分光光度计样品室内，设定波长440nm，并以空气为参比设好100%和0%后，测量该中性滤光片的透射比。重复测量10次，记为：T1、T 2、……、T 10，平均值记为  ，其测量列如表9-4：表9-4：440nm时称值10%的可见光区中性滤光片透射比测量列
该波长单次实验标准偏差  =0.057%再取二台常规的分光光度计,仍在440nm状态下，重复测量该标称值10%的可见光区中性滤光片，且该三台分光光度计均分别在波长为235nm对标称透射比为20%、波长为635nm对标称透射比为40%，连续测量10次，共得8组测量列，每组测量列分别按上述方法得到单次实验标准偏差如表9-2： 表9-5：m组（m=9）单次实验标准偏差 %
合并样本标准差为SP SP=  =0.065%实际检定时，是在重复性条件下连续测量3次，以3次的算术平均值作为测量结果，则 u1（  ）= SP/ =0.038 %自由度  =9×（10-1）=812.4.2、输入量  标准不确定度u2（ ）的评定输入量  不确定度主要来源于中性滤光片透射比定值的不确定度。上级检定机构给出的定值不确定度U95=0.5%T、Veff=50，查t分布的tp值表知：k95＝2.01。采用B类评定方法，则：u2（  ）= U995/ k95＝ =0.100%自由度  = Veff=502.5、合成标准不确定度的评定 2.5.1、标准不确定度汇总表 输入量标准不确定度汇总于表9-3 表9-3标准不确定度汇总表 nm
2.5.2、合成标准不确定度的计算 uc2（ΔT）=C12 u12（  ）+ C22 u22（ ）uc（ΔT）=  =0.11nm2.5.3、合成标准不确定度的有效自由度   = =72 取 =502.6、扩展不确定度评定 取置信概率P=95%，查t分布表知k95=2.01 扩展不确定度U95= k95 uc（ΔT）=0.22 % 2.7、测量不确定度的报告与表示 分光光度计透射比测量结果的扩展不确定度为: U95=0.22%  =50 |
十、检定或校准结果的验证 |
选一台Ⅰ可见分光光度计，用我所紫外、可见分光光度计仪检定装置检定该可见分光光度计，得知在638.1nm附近Δλ为+0.2nm、波长440 nm标称透射比为10%情况下ΔT为-0.1%。之后送相邻地市所对该可见分光光度计检定，得知对应的Δλ为+0.3nm、对应的ΔT为+0.1%。该所检定装置扩展不确定度:对于波长U95=0.44nm、k95＝2.01；对于透射比U95=0.25%、k95＝2.01。送相邻地市所对该量程检定后，带回本所再检定，得知其对应的Δλ为+0.2nm、对应的ΔT为-0.1%。说明在运送过程中，该可见分光光度计保持了原有计量性能。 因为是采用同等级标准比对验证，所以采用如下方法进行验证： |ylab- ylab/|≤  对于波长|ylab- ylab/|=0.1nm 对于透射比|ylab- ylab/|=0.2%  =0.61nm  =0.33%所以，该检定装置检定结果满足要求。 |
十一、结论 |
经过分析和试验验证，该计量标准符合国家相应的检定系统表和计量检定规程要求，具有相应的检测能力，能开展Ⅰ级及以下可见分光光度计和Ⅱ级及以下紫外、可见分光光度计的检定项目。 |
十二、附加说明 |
JJG178—2007《紫外、可见、近红外分光光度计》 |
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